MATÉRIAUX PRODUCTEURS DE CHALEUR ET DE LUMIÈRE

De toutes les substances extraites des entrailles de la terre, il n'y en a pas de plus indispensables aux arts et aux manufactures que celles dont la combustion donne la lumière et surtout la chaleur. Le bois est sans doute le premier corps qui ait été employé à produire des agents si précieux, mais il est loin de suffire à nos besoins, tous les jours croissants, et d'ailleurs à côté de ces qualités il a de graves inconvénients dont le principal, tiré de sa faible densité, est l'énorme place qu'il occupe. Jamais les locomotives et les bateaux à vapeur n'eussent été possibles s'il eût fallu les chauffer au bois. De môme les huiles animales et végétales n'auraient jamais pu fournir l'éclairage de nos cités tel qu'il est réalisé par le gaz de houille. Il y a donc intérêt à passer la revue de ce qu'a valu à l'art du chauffage et de l'éclairage l'étude de la géologie.

i . — COMBUSTIBLES MINÉRAUX.

Tourbe. — La tourbe est une matière brune ou noirâtre, spongieuse et légère. Elle brûle facilement avec ou sans flamme en répandant une odeur analogue à celle des herbes sèches et laissant après la première combustion une braise légère.

Les tourbières sont extrêmement abondantes à la surface de la terre, et leur richesse est quelquefois considérable. En effet, on connaît des couches de tourbe ayant jusqu'à 18 mètres d'épaisseur.

Les tourbières se trouvent le plus souvent dans des endroits bas et marécageux; néanmoins il y en a dans des lieux très-élevés. On sait que le Blogsberg, la plus haute montagne de la basse Saxe, et le Broken, la plus haute sommité du Hartz, sont couverts de tourbe.

Comme le fait remarquer M. Vézian, le phénomène du tourbage n'a dû commencer à se manifester que vers la fin de la période tertiaire et dans le voisinage des pôles seulement. Ce n'est que pendant l'époque quaternaire qu'il a dû prendre toute son extension, et si l'on tient compte exclusivement des faits observés jusqu'à ce jour, on peut dire qu'il lui est spécial.

Les plus anciennes tourbières sont celles d'Utznach et de Dirten, en Suisse. La tourbe y forme une masse de 10 pieds d'épaisseur, mais les troncs d'arbres aplatis qu'elle renferme prouvent qu'elle a dû être for-

tement comprimée. Elle repose sur une couche de limon placée elle-même sur la molasse. On y a recueilli des dents d'Elephas antiquus et un squelette entier de Rhinocéros leptorhinus, ce qui paraît un motif suffisant pour rattacher ces dépôts de tourbe à la première époque du terrain quaternaire. La tourbe est recouverte à Utznach parle diluvium de la seconde période glaciaire et à Dirten par le sable et les cailloux roulés où, dans beaucoup d'endroits de la Suède, on a rencontré des restes d'Elphas primigenius qui a vécu après l'éléphant dont il vient d'ôtre question.

C'est à la période postglaciaire qu'appartiennent toutes les tourbières connues. Leur âge récent est accusé tout à la fois par leur situation géognostique et par l'époque à laquelle se rattachent les mammifères dont elles renferment les débris. En effet, elles sont toujours situées au-dessus des terrains de transport, réunis sous la désignation de diluvium, et les animaux dont elles contiennent les ossements font tous partie, sans exception, de la faune qui est venue après la dernière retraite des glaciers. Pourtant il existe de la tourbe qui date des temps anté-historiques. C'est ce que M. Steenstrup a démontré dans les marais tourbeux du Danemark , en établissant que les débris de l'industrie humaine, si abondants vers la partie supérieure des tourbières, ne se rencontrent jamais dans leur partie inférieure.

Lignites et charbons bruns. — Le lignite est une

roche charbonneuse, noire ou brune, qui peut brûler aisément. Cette roche donne une flamme éclairante et une fumée abondante. Les fragments ne se boursouflent pas et ne se collent pas, comme il arrive pour la houille.

Les lignites ne commencent à se montrer que dans le trias (Wasselonne, Soultz-les-Bains, diverses localités du Var). On les retrouve dans le lias inférieur (Deister). Les grès verts supérieurs en contiennent aussi, comme on le voit, par exemple, à Saint-Paulet, près de Pont- Saint-ïlsprit, dans le Gard. Mais c'est surtout dans la formation tertiaire que les lignites sont abondants. On les trouve au-dessous du calcaire grossier, ou dans les parties inférieures de ce dépôt et dans les calcaires lacustres de môme âge (Fuveau, Bohême, etc.). Dans l'étage miocène, on peut citer les gisements de Gargas, de Saint-Martin de Gastillon (Vaucluse), de Sisteron, de Dauphin, de Forcalquier, de Monte-Bamboli, de Busiano. Enfin, on en connaît quelques dépôts, par exemple, dans l'Isère, qui sontpliocènes.

Charbons bitumineux. — La houille que chacun connaît est une roche charbonneuse, toujours amorphe, noire, opaque, brûlant aisément avec flamme, fumée et odeur bitumineuse. Elle se ramollit et se gonfle pendant la combustion, au point que les morceaux se collent entre eux. Lorsqu'elle a cessé de flamber, elle donne un charbon poreux (coke) solide et dur, à surface mamelonnée et métalloïde. La houille

diffère de l'anthracite par la matière bitumineuse qu'elle donne par distillation (goudron).

Depuis le terrain devonien (Asturies) jusqu'aux couches tertiaires (Monte-Bamboli), on trouve de la houille dans la plupart des formations géologiques. Mais on sait que c'est surtout dans les dépôts arénacés, désignés sous le nom de terrain houiller, que le combustible qni nous occupe est le plus répandu.

Quelquefois, comme il arrive au bassin de la Loire, le terrain houiller est partout encaissé par des terrains plus anciens et, par conséquent, se montre en entier à découvert (fîg. 52). Mais il n'en est pas toujours ainsi ; en beaucoup de lieux, on le voit, en effet, plonger et disparaître dans les profondeurs, sous des terrains plus modernes. C'est alors qu'il s'agit de le poursuivre au moyen de sondages et de puits qui vont l'atteindre. Le bassin houiller du Pas-de-Calais présente un exemple très-remarquable des découvertes de ce genre. Un sondage pour la recherche d'eaux jaillissantes exécuté à Oignies, à 12 kilomètres au nord-est de Douai, fît connaître, en 1846, la présence du terrain houiller en ce point sous les couches crétacées, qui le recouvrent de môme que dans le département du Nord. Bientôt après, des sondages trouvaient le prolongement de la zone houillère déjà connue, depuis la Belgique jusqu'à une petite distance au sud-ouest de Douai. Mais, comme le fit connaître M. du Souich, cette zone éprouve une déviation brusque vers le nord-ouest;

c'est cette déviation môme qui avait rendu infructueuses les tentatives qui avaient d'abord été faites, conformément aux prévisions et aux analogies. A la suite de cette heureuse découverte, un champ nouveau s'offrait aux recherches qui se multiplièrent rapidement.

En France, les mines de houille les plus importantes sont dans le département du Nord, entre Lille et Valenciennes ; dans le département de Saône-et-Loire, à Blanzy et au Creuzot; entre Saint-Etienne et Rive-de-Gier ; dans les départements de l'Aveyron, du Gard, etc.

La superficie des bassins houillers est de 251,000 hectares pour la France et de 1,575,000 hectares pour l'Angleterre. La Belgique renferme des terrains houillers dont la superficie s'élève à d/25 de la surface totale du pays : la proportion de ce terrain est de 1/20 pour l'Angleterre et de 1/200 seulement pour la France.

Le Wurtemberg, la Bavière, l'Autriche, la Hongrie ne possèdent que de très-faibles dépôts houillers.

L'Espagne renferme de riches bassins houillers dont l'exploitation n'occupe encore qu'une faible place dans l'industrie minière du pays.

Anthracite. — L'anthracite est une roche opaque et brillante, d'un noir vitreux avec un certain éclat demimétallique, quelquefois très-prononcé. La densité varie de i, 6 à 2. La combustion est difficile et donne beaucoup de chaleur.

174" CHALEUE ET LUMIEEE.

Les terrains siluriens contiennent parfois *de l'anthracite, c'est, par exemple, ce que l'on observe en Bohême ; mais ce combustible est beaucoup plus abondant dans les terrains devoniens et carbonifères. C'est à ce dernier étage qu'appartiennent les gisements si abondants des États-Unis et ceux de la Russie. M. Élie de Beaumont rapporte à l'anthracite les combustibles qui se montrent dans les couches jurassiques, métamorphiques des Alpes de la Savoie et du Dauphiné.

Relativement aux applications, l'anthracite est trèsrecherchée ; étant plus riche en carbone que la houille elle jouit d'un pouvoir calorifique qui dépasse celui de cette dernière, mais la combustion est beaucoup plus difficile et ne s'obtient qu'à l'aide des appareils de chaufTage si perfectionnés dont les habitants de l'Amérique du Nord se servent journellement. En France, on n'a pas pu employer l'anthracite au chaufTage des hauts fourneaux ; elle sert surtout à la cuisson de la chaux destinée aux usages agricoles.

Coke. — Le coke n'est rien autre chose que de la houille qu'on a soumise à une distillation en vase clos. Quand on distille delà houille, outre le gaz et les liquides qui s'échappent à l'état de vapeur, on obtient comme résidu un charbon qu'on désigne sous le nom de coke, et qui n'a pas toujours le même aspect. Si la houille qu'on emploie est maigre, c'est-à-dire si elle ne se ramollit pas par la chaleur, le coke conserve la forme

COMBUSTIBLES MINÉEAUX. 175

primitive. Au contraire, si la houille est grasse, c'està-dire si elle a la propriété de devenir pâteuse et collante sous l'influeuce de la chaleur, le coke sera brillant et d'un gris métallique.

En moyenne, 100 kilogrammes de houille de bonne qualité donnent 20 mètres cubes de gaz et 75 kilog.de coke ; en outre, on obtient de 7 à 8 kilog. d'eau ammoniacale et de 6 à 7 kilog. de goudron, d'où on extrait d'autres produits.

Le coke sert comme combustible, il brûle sans fumée et presque sans odeur. Sous le nom de charbon ie Paris, on fabrique un charbon formé de poussière de charbon ordinaire, de poussière de coke, de charbon de tourbe et môme de charbons végétaux préparés exprès en calcinant, 'par exemple, du tan, des brindilles de bois, des cendres, de la terre ; on môle toutes ces matières avec un peu de goudron débarrassé des huiles volatiles et on les comprime, puis on les chauffe dans des cornues. L'inconvénient de ce charbon, c'est de donner beaucoup de cendres. Cependant, il rend [le grands services, surtout pour les hauts fourneaux aarce qu'il est très-poreux et qu'il laisse pénétrer l'air irès-facilement.

Pétrole. — • Le pétrole constitue une exception unijue parmi les roches ; il est liquide au lieu d'ôlre solde comme toutes les autres. Son gisement a été étudié ivec beaucoup de soin, surtout dans ces dernières mnées.

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Dans le Kentucky et le Tennessee, le pétrole est fourni par les couches siluriennes inférieures.

Un autre niveau très-productif, celui du Canada occidental, appartient au terrain devonien inférieur, et c'est à ce même terrain devonien, mais à son niveau supérieur, qu'appartiennent les couches les plus riches, celles de la Pensylvanie occidentale du groupe important du Oil-Creek. A un niveau encore plus élevé, h. divers étages du terrain carbonifère, se trouvent des sources très-abondantes ; les plus importantes de la Virginie occidentale appartiennent au terrain carbonifère. Comme on voit, les sources américaines les plus riches se trouvent dans les terrains les plus anciens, mais certaines couches relativement récentes sont pétrolifères. Ainsi, dans la Caroline septentrionale et dans le Connecticut, on a trouvé un peu d'huile minérale dans le trias. Le Colorado et l'Utah en présentent à proximité des limites du terrain crétacé. Enfin, les pétroles de Californie appartiennent au terrain tertiaire.

L'Amérique du Nord est devenu le pays le plus riche en pétrole, mais cette substance existe dans beaucoup d'autres régions, parmi lesquelles on peut citer Amiano dans l'ancien duché de Parme ; le mont Zibio, près de Safresolo, aux environs de Modène, les abords des Salses de Barrigazzo et de Pietra Mala en Toscane ; Girgenti en Sicile ; Coalbrookdale en Angleterre ; Gabrian, près de Pézenas, en France; Bechelbronn, en Alsace ; l'île de Zante ; diverses régions du Caucase, de